高一物理第十讲牛顿第一定律.牛顿第三定律
学习过程
一、复习预习
知识回顾
1. 力的概念及力的作用效果.
2. 力和运动的一致性. 3. 力的物质性和相互性.
课前预习
1. 牛顿第一定律和惯性. 2. 牛顿第三定律.
3. “一对平衡力”和“一对相互作用力”的异同.
二、知识讲解
导入新课
【思考与讨论1】：一个静止的物体，如果不受力，将处于什么状态？
【猜想】:静止。
【思考与讨论2】：一个运动的物体，如果不受力，将处于什么状态？ 停下来？ or 继续运动？ 【猜想1】: 继续运动
【依据】: 溜冰、骑自行车、投篮、火车进站等等 【猜想2】: 停下来
【依据】: 钉钉子、推箱子、走路等等 接下来我们看看科学家是怎么想的?
考点/易错点1牛顿第一定律和惯性
力是维持物体运动的原因 力是改变物体运动的原因 【思考与讨论】：物体的运动是不是一定需要力来维持？ 实验探究：
实验器材：桌子上的书、橡皮擦、胶带圈、笔 实验结论：⑴力推物动，力撤物停。 ⑵力撤物不停。
【思考与讨论】：为什么会出现这两种现象呢？矛盾出在哪呢？ 自主探究：阻力对运动的理解
选用器材：小车、毛巾、棉布、木板、玻璃板、 斜面、刻度尺等。 实验思路：逐步增大水平轨道的光滑程度，使小车运动的尽可能远。 控制变量：使小车从同一斜面，同一高度由静止开始自由滚下。 改变条件：水平轨道粗糙程度。 实验装置图：
实验记录：
伽利略理想斜面实验：
笛卡尔的观点：法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的论点，提出：如果没有其它原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向 。 仍存在的问题：伽利略和笛卡尔对物体的运动作了准确的描述，但是没有指明原因是什么，这个原因跟运动的关系是什么。
牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理规律。
牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时, 总保持静止状态或匀速直线运动状态. 牛顿第一定律的意义：
（1）示了力和运动的关系。
（2）指出了物体的一种属性——惯性。
惯性：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态不变的性质，叫做惯性。牛顿第一定律又叫做惯性定律。 特点：
（1）一切物体都具有惯性；
（2）惯性是物体的固有属性，不论物体处于什么状态，都具有惯性。
（3）质量是物体惯性大小唯一的量度 请观看下列动画并解释现象？
考点/易错点2牛顿第三定律
观察两块磁铁的异名磁极之间的相对运动，并分析它们受力。
通过对它们受力分析能得出什么样的结论？ 请亲自体验按桌子的感觉，并得出相应的结论
通过上述观察和体验可知：两个物体之间的作用总是相互的
作用力和反作用力：当一个物体给另一个物体施加力的同时，也会受到另一个物体施加给这个物体的一个作用力。物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用力和反作用力。 作用力和反作用力的特点：它们总是成对出现，即作用力与反作用力同时产生，同时消失。【思考与讨论】：作用力与反作用力之间有什么关系呢？ 实验探究：作用力与反作用力的关系 实验器材：两把弹簧秤 实验方案：两弹簧秤对拉 实验装置：如图所示
牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。 表达式：F=-F′
考点/易错点3. 一对相互作用力与一对平衡力的区别
请对桌子上的书本和桌子进行受力分析 受力分析图：
根据分析结果总结出相互作用力和平衡力的区别 请在下图找出一对相互作用力和一对平衡力。
三、例题精析
考点1. 牛顿第一定律和惯性
【基础巩固】 【例题1】
【题干】做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图1所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子将 ( ) A ．向前运动 B ．向后运动
C ．无相对运动 D ．无法判断
【答案】B
【解析】用惯性知识来分析．由于惯性的大小与质量有关，而水的质量远大于气泡的质量，因此水的惯性远大于气泡的惯性，当小车突然停止时，水保持向前运动的趋势，远大于气泡向前运动的趋势，水相对瓶子向前运动，水将挤压气泡，使气泡相对瓶向后运动．B 项正确．
【中等强化】
【例题2】
【题干】如图所示，一个劈形物ABC 各面光滑，放在固定的斜面上，AB 成水平并放上一个光滑小球，把劈形物ABC 从静止开始释放，则小球在碰到斜面以前的运动轨迹是 ( ) A ．沿斜面的直线 B ．竖直的直线 C ．弧形曲线 D ．折线
【答案】B
【解析】因小球在劈形物ABC 从静止释放的过程中, 水平方向不受力的作用，由于惯性，水平方向仍保持静止而没有运动，所以小球在碰到斜面前在支持力和重力作用下的运动轨迹是竖直的直线，故选B ．
【培优拔高】 【例题3】
【题干】两木块 A 、B 由同种材料制成，mA>mB，并随木板一起以相同速度向右匀速运动，如图所示，设木板足够长，当木板突然停止运动后，则 （ ） A ．若木板光滑，由于 A 的惯性大，故 A 、B 间距离将增大 B ．若木板粗糙，由于 A 受阻力大，故 B 可能与 A 相碰
C ．无论木板是否光滑，A 、B 间距离将保持不变 D ．无论木板是否光滑，A 、B 两物体一定能相碰 【答案】 C
【解析】 若木板光滑，A 、B 在水平面上不受力，由于物体具有惯性，则A 、B 将相对于地球静止；若木板粗糙, 尽管两木块的质量不同，所受的摩擦力大小不同，但其加速度为a=μmg/m=μg ，与质量无关，故两物体将有相同的加速度，任意时刻有相同的速度。保持相对静止, 故C 答案正确。
考点2. 牛顿第三定律
【基础巩固】 【例题4】
【题干】人走路时，人和地球之间的相互作用力和反作用力有几对? （ ) A. 一对 B. 二对 C. 三对 D. 四对 【答案】C
【解析】第一对: 人所受重力和人对地球的吸引力； 第二对: 人受支持力和人对地面的压力； 第三对: 人受地面的摩擦力和人对地面的摩擦力。 【中等强化】 【例题5】
【题干】一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了．对这一现象，下列说法正确的是 ( ) A ．榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力，所以玻璃才碎
B ．榔头受到的力的大小等于玻璃受到的力，只是由于玻璃能够承受的力比榔头能够承受的力小才碎裂
C ．榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂
D ．因为不清楚玻璃和榔头的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小 【答案】BC
【解析】这里要明确作用力和反作用力的作用效果的问题，因为相同大小的力作用在不同的物体上效果往往不同，所以不能从效果上去比较作用力与反作用力的大小关系．故选项C 正确．
【培优拔高】 【例题6】
【题干】甲、乙二人拔河，甲拉动乙向左运动，下面说法中正确的是（ ） A ．做匀速运动时，甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等
B ．不论做何种运动，根据牛顿第三定律，甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等 C ．绳的质量可忽略不计时，甲乙二人对绳的拉力大小一定相等 D ．绳的质量不能忽略不计时，甲对绳的拉力一定大于乙对绳的拉力 【答案】AC
【解析】甲、乙两人对绳的拉力都作用在绳上，即不是作用力和反作用力．故B 项错误．做
匀速运动时，绳子受力平衡，即甲、乙两人对绳的拉力大小一定相等，故A 项正确．绳的质量可以忽略不计时，绳子所受合力为零．故甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等． 故C 项正确．绳的质量不能忽略不计时，如果有加速度，当加速度向右时，乙对绳的拉力大于甲对绳的拉力．故D 项不正确．
【基础巩固】
【例题7】
【题干】物体静止于水平桌面上，则（ ）
Ａ．桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力
Ｂ．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
Ｃ．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力
Ｄ．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力
【答案】A
【解析】因物体处于平衡状态，且FN 与G 作用于同一物体，因FN 和G 是一对平衡力，故Ａ正确．因作用力和反作用力分别作用在两个物体上，故Ｂ错．因压力是弹力，而弹力与重力是性质不同的两种力，故C 错．由于支持力和压力是物体与桌面相互作用(挤压) 而产生的，因此FN 与FN ′．是一对作用力和反作用力，故D 错．
【中等强化】
【例题8】
【题干】如图，物体静止在斜面上，下列说法正确的是 ( )
A ．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
B ．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用 力和反作用力
C ．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力
D ．物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力
【答案】BC
【解析】作用力与反作用力作用在不同的物体上，平衡力作用在同一物体上，故A 项错误，B 、C 两项正确．物体的分力和合力应是针对同一物体，效果相同，故D 项错．
【培优拔高】
【例题9】
【题干】如图所示，用质量不计的轻细绳L 1和L 2将A 、B 两重物悬挂起来，下列说法正确的是 ( )
A ．L 1对A 的拉力和L 2对A 的拉力是一对平衡力
B ．L 2对A 的拉力和L 2对B 的拉力是一对作用力与反作用力
C ．L 1对A 的拉力和A 对L 1的拉力是一对平衡力
D ．L 2对B 的拉力和B 对L 2的拉力是一对作用力和反作用力
【答案】D
【解析】 重物A 在L 1的拉力、L 2的拉力和自身重力三个力作用下处于平衡状态，故A 错；A 、B 之间是通过L 2发生作用的，没有直接作用，B 错；L 1对A 的拉力和A 对L 1的拉力是一对作用力和反作用力，不是平衡力，故C 错；L 2对B 的拉力和B 对L 2的拉力是B 和L 2之间相互作用而产生的，因而是一对作用力与反作用力，D 正确．
四、课堂运用
【基础巩固】
1. 下列说法中正确的是 ( )
A ．人走路时，地对脚的力大于脚蹬地的力，所以人才往前走
B ．只有你站在地上不动时，你对地面的压力和地面对你的支持力才是大小相等，方向相反的
C ．物体A 静止在物体B 上，A 的质量是B 的质量的100倍，而A 作用于B 的力的大
小等于B 作用于A 的力的大小
D ．以卵击石，石头没损坏而鸡蛋破了，这是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力
2. 我国《道路交通安全法》中规定：各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机) 必须系好安全
带，这是因为 ( )
A ．系好安全带可以减小惯性
B ．是否系好安全带对人和车的惯性没有影响
C ．系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害
D ．系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害
【中等强化】
3. 一汽车在路面情况相同的公路上沿直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行位移的
讨论，正确的是 ( )
A ．车速越大，它的惯性越大
B ．质量越大，它的惯性越大
C ．车速越大，刹车后滑行的位移越长
D ．车速越大，刹车后滑行的位移越长，所以惯性越大
4. 利用牛顿第三定律，有人设计了一种交通工具，如图所示，在平板车上装了一个电风
扇，风扇运动时吹出的风全部打到竖直固定的小车中间的风帆上，靠风帆受力而向前运动．对这种设计，下列分析中正确的是 (
)
A ．根据牛顿第二定律，这种设计能使小车运行
B ．根据牛顿第三定律，这种设计能使小车运行
C ．这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第二定律
D ．这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第三定律
【培优拔高】
5. 某仪器内部电路如图所示，其中M 是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝
制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，a 、b 、c 三块金属片的间隙很小(b 固定在金属块上) ，当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态，若将该仪器固定在一辆汽车上，发现乙灯亮时，汽车所做的运动是 (
)
A ．匀速前进
C ．前进中刹车
6. 我国自行研制的磁悬浮列车在上海投入运营，磁悬浮列车在行进时会“浮”在轨道上方，
从而可高速行驶．下列说法正确的是 ( )
A ．列车能浮起，是靠列车向下喷气
B ．列车浮起后，减小了列车的惯性
C ．列车浮起后，减小了列车与铁轨间的摩擦力
D ．列车浮起后，减小了列车所受的空气阻力
B ．加速前进 D ．倒车中刹车
课程小结
1. 牛顿第一定律的内容及惯性现象的解释.
2. 作用力和反作用力的特点.
3. 牛顿第三定律的内容.
4. 一对平衡力和相互作用力的区别.
课后作业
【基础巩固】
1. 关于力和运动的关系，下列选项中正确的是( )
A ．物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用
B ．物体的位移不断增大，表示物体必受力的作用
C ．若物体的位移与时间t 2成正比，表示物体必受力的作用[来源:学, 科, 网]
D ．物体的速率不变，则其所受合力必为零
2. 物体静止在斜面上, 以下的几种分析中正确的是( )
A. 物体所受到静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力
B. 物体所受重力沿垂直斜面的分力就是物体对斜面的压力
C. 物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力
D. 物体所受支持力作用就是物体对斜面的压力
【中等强化】
3. 关于伽利略的理想斜面实验下列说法正确的是( )
A ．伽利略的理想实验是假想的，没有科学依据
B ．伽利略的理想实验是在可靠的事实基础上进行抽象思维而创造出来的一种科学推理方法，是科学研究中的一种重要方法
C ．伽利略的理想实验有力地否定了亚里士多德的观点
D ．在科学发展的今天，伽利略的斜面实验是可以通过实验验证的
4. 根据牛顿第一定律，以下说法正确的是( )
A ．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
B ．在宇宙飞船内物体不存在惯性
C ．物体运动状态发生了改变，必定受到外力的作用
D ．歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱，这样做是为了减小惯性，有利于运动状态的改变
【培优拔高】
5. 16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元．在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是
( )
A ．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，速度就越大
B ．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来；这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
C ．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快
D ．一个物体维持匀速直线运动，不需要力
6. 如图所示，正在行驶的火车车厢内，有一人相对车厢由静止释放一小球，则小球( )
A ．可能落在A 处
C ．可能落在C 处 B ．可能落在B 处 D ．以上都不可能